JPH0973212A - 画像形成装置 - Google Patents
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- JPH0973212A JPH0973212A JP7229430A JP22943095A JPH0973212A JP H0973212 A JPH0973212 A JP H0973212A JP 7229430 A JP7229430 A JP 7229430A JP 22943095 A JP22943095 A JP 22943095A JP H0973212 A JPH0973212 A JP H0973212A
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- charge injection
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- G03G—ELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
- G03G5/00—Recording members for original recording by exposure, e.g. to light, to heat, to electrons; Manufacture thereof; Selection of materials therefor
- G03G5/14—Inert intermediate or cover layers for charge-receiving layers
- G03G5/147—Cover layers
- G03G5/14708—Cover layers comprising organic material
- G03G5/14713—Macromolecular material
- G03G5/14717—Macromolecular material obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
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- G—PHYSICS
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- G03G5/147—Cover layers
- G03G5/14704—Cover layers comprising inorganic material
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- Inorganic Chemistry (AREA)
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- Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
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- Photoreceptors In Electrophotography (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 低湿環境で十分な帯電性能を得るとともに、
高湿環境でも画像流れを生じさせないようにする。 【解決手段】 光導電層上に設けられた電荷注入層１０
を構成するバインダ１１中に分散させる導電性粒子１２
の分散量あるいは導電性粒子１２自体の抵抗値を３層に
分けて変化させ、厚さ方向の体積抵抗値を、内部側より
も表面側を低くする。これにより、あらゆる環境下での
感光体１の表面の帯電性を向上させ、高品位な画像を長
期にわたり得られるようにした。
高湿環境でも画像流れを生じさせないようにする。 【解決手段】 光導電層上に設けられた電荷注入層１０
を構成するバインダ１１中に分散させる導電性粒子１２
の分散量あるいは導電性粒子１２自体の抵抗値を３層に
分けて変化させ、厚さ方向の体積抵抗値を、内部側より
も表面側を低くする。これにより、あらゆる環境下での
感光体１の表面の帯電性を向上させ、高品位な画像を長
期にわたり得られるようにした。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、複写機、レーザビ
ームプリンタなどの画像形成装置に係り、被帯電体に帯
電部材を接触させて帯電を行う帯電部材を備えた画像形
成装置に関するものである。
ームプリンタなどの画像形成装置に係り、被帯電体に帯
電部材を接触させて帯電を行う帯電部材を備えた画像形
成装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、電子写真方式の画像形成装置にお
ける帯電装置としては、コロナ帯電器が使用されてき
た。近年、これに代わって、接触帯電装置が実用化され
てきている。この接触帯電装置は、低オゾン化、低電力
化を目的としており、中でも接触帯電部材として導電ロ
ーラを用いたローラ帯電方式の接触帯電装置が、帯電の
安定性という点で好ましく、広く用いられている。
ける帯電装置としては、コロナ帯電器が使用されてき
た。近年、これに代わって、接触帯電装置が実用化され
てきている。この接触帯電装置は、低オゾン化、低電力
化を目的としており、中でも接触帯電部材として導電ロ
ーラを用いたローラ帯電方式の接触帯電装置が、帯電の
安定性という点で好ましく、広く用いられている。
【０００３】ローラ帯電方式の接触帯電装置では、導電
性の弾性ローラを被帯電体（感光体）に加圧接触させ、
これに電圧を印加することによって感光体への帯電を行
なうようにしている。
性の弾性ローラを被帯電体（感光体）に加圧接触させ、
これに電圧を印加することによって感光体への帯電を行
なうようにしている。
【０００４】ローラ帯電方式の接触帯電装置において
は、帯電部材から被帯電体への放電によって帯電を行う
ため、ある閾値電圧（帯電開始電圧Ｖth）以上の電圧を
印加することによって帯電が開始する。例えば厚さ２５
μｍのＯＰＣ感光体に対して帯電ローラを加圧接触させ
た場合には、約６４０Ｖ以上の電圧を印加すれば、感光
体の表面電位が上昇し始め、それ以降は印加電圧に対し
て傾き１で線形に感光体表面電位が増加する。
は、帯電部材から被帯電体への放電によって帯電を行う
ため、ある閾値電圧（帯電開始電圧Ｖth）以上の電圧を
印加することによって帯電が開始する。例えば厚さ２５
μｍのＯＰＣ感光体に対して帯電ローラを加圧接触させ
た場合には、約６４０Ｖ以上の電圧を印加すれば、感光
体の表面電位が上昇し始め、それ以降は印加電圧に対し
て傾き１で線形に感光体表面電位が増加する。
【０００５】つまり、画像形成するために必要とされる
感光体の表面電位Ｖｄを得るには、帯電ローラにはＶｄ
＋Ｖthという直流電圧を印加する必要がある。このよう
に直流電圧のみを接触帯電部材に印加して感光体の帯電
を行う方法を直流帯電方式と称する。
感光体の表面電位Ｖｄを得るには、帯電ローラにはＶｄ
＋Ｖthという直流電圧を印加する必要がある。このよう
に直流電圧のみを接触帯電部材に印加して感光体の帯電
を行う方法を直流帯電方式と称する。
【０００６】しかし、直流帯電方式においては、環境変
動などによって接触帯電部材の抵抗値が変動するため、
あるいは感光体が削れることによって膜厚が変化して帯
電開始電圧Ｖthが変動するため、感光体の表面電位を所
望の値に帯電することが困難であった。
動などによって接触帯電部材の抵抗値が変動するため、
あるいは感光体が削れることによって膜厚が変化して帯
電開始電圧Ｖthが変動するため、感光体の表面電位を所
望の値に帯電することが困難であった。
【０００７】また、帯電の均一化を図るために、特開昭
６３−１４９６６９号公報が開示されている。この特開
昭６３−１４９６６９号公報に開示された帯電方式は、
所望の感光体の表面電位Ｖｄに相当する直流電圧に２×
Ｖth以上のピーク間電圧の交流電圧を重畳した帯電電圧
を接触帯電部材に印加する交流帯電方式である。このよ
うな帯電電圧を印加することによりならし効果が得ら
れ、被帯電体の電位は交流電圧のピーク間電圧の中央の
表面電位Ｖｄに収束し、環境などの外乱には影響される
ことはない。
６３−１４９６６９号公報が開示されている。この特開
昭６３−１４９６６９号公報に開示された帯電方式は、
所望の感光体の表面電位Ｖｄに相当する直流電圧に２×
Ｖth以上のピーク間電圧の交流電圧を重畳した帯電電圧
を接触帯電部材に印加する交流帯電方式である。このよ
うな帯電電圧を印加することによりならし効果が得ら
れ、被帯電体の電位は交流電圧のピーク間電圧の中央の
表面電位Ｖｄに収束し、環境などの外乱には影響される
ことはない。
【０００８】ところが、このような接触帯電装置におい
ても、その本質的な帯電機構は、帯電部材から感光体へ
の放電現象を用いているため、先に述べたように帯電に
必要とされる電圧は感光体の表面電位以上の値が必要と
され、微量のオゾンは発生する。また、帯電の均一化の
ために交流帯電を行った場合には、オゾン量の発生が増
加し、交流電圧の電界によって帯電部材と感光体とが振
動し、その結果騒音（以下「ＡＣ帯電音」と称す）が発
生する。また、放電による感光体の表面の劣化などが顕
著になり、新たな問題となっていた。
ても、その本質的な帯電機構は、帯電部材から感光体へ
の放電現象を用いているため、先に述べたように帯電に
必要とされる電圧は感光体の表面電位以上の値が必要と
され、微量のオゾンは発生する。また、帯電の均一化の
ために交流帯電を行った場合には、オゾン量の発生が増
加し、交流電圧の電界によって帯電部材と感光体とが振
動し、その結果騒音（以下「ＡＣ帯電音」と称す）が発
生する。また、放電による感光体の表面の劣化などが顕
著になり、新たな問題となっていた。
【０００９】そこで新たな帯電方式として、感光体への
電荷の直接注入による帯電方式が、考案されている。す
なわち、特開平６−３９２１号公報などに開示されてい
るように直接注入帯電方式の帯電装置は、帯電ローラ、
帯電ブラシ、帯電磁気ブラシなどの接触導電部材に電圧
を印加し、表面に電荷注入層が施された感光体上のフロ
ート電極に電荷を注入して接触注入帯電を行うものであ
る。具体的には、電荷注入層として、感光体の表面にア
クリル樹脂に導電フィラーであるアンチモンドープで導
電化したＳｎＯ2 粒子を分散させたものを塗工して用い
る。
電荷の直接注入による帯電方式が、考案されている。す
なわち、特開平６−３９２１号公報などに開示されてい
るように直接注入帯電方式の帯電装置は、帯電ローラ、
帯電ブラシ、帯電磁気ブラシなどの接触導電部材に電圧
を印加し、表面に電荷注入層が施された感光体上のフロ
ート電極に電荷を注入して接触注入帯電を行うものであ
る。具体的には、電荷注入層として、感光体の表面にア
クリル樹脂に導電フィラーであるアンチモンドープで導
電化したＳｎＯ2 粒子を分散させたものを塗工して用い
る。
【００１０】直接注入帯電方式では、放電現象を利用し
ないために、オゾンの発生もなく、帯電に必要な電圧
は、所定の感光体の表面電位分のみの直流電圧で済み、
さらに交流電圧を印加しないので、帯電音の発生もな
く、ローラ帯電方式と比較して低電圧、低オゾン化が図
れるのすぐれた帯電方式である。
ないために、オゾンの発生もなく、帯電に必要な電圧
は、所定の感光体の表面電位分のみの直流電圧で済み、
さらに交流電圧を印加しないので、帯電音の発生もな
く、ローラ帯電方式と比較して低電圧、低オゾン化が図
れるのすぐれた帯電方式である。
【００１１】
【発明が解決しようとしている課題】しかしながら、従
来の画像形成装置において、電荷を感光体に直接注入す
る直接注入帯電では、電荷注入層が均一な抵抗膜によっ
て形成されており、帯電部材と感光体とが接触した部分
でのみ、電荷の注入が行われる。そのため、低湿環境に
おいては感光体の電荷注入層の抵抗が高くなり、帯電ニ
ップ内で十分に電荷注入が行われず、帯電不良が発生し
易くなる。また、高湿環境においては電荷注入層の抵抗
が低くなり、画像形成時に電荷が表面方向に保持され
ず、画像流れが生じ易くなるという問題があった。
来の画像形成装置において、電荷を感光体に直接注入す
る直接注入帯電では、電荷注入層が均一な抵抗膜によっ
て形成されており、帯電部材と感光体とが接触した部分
でのみ、電荷の注入が行われる。そのため、低湿環境に
おいては感光体の電荷注入層の抵抗が高くなり、帯電ニ
ップ内で十分に電荷注入が行われず、帯電不良が発生し
易くなる。また、高湿環境においては電荷注入層の抵抗
が低くなり、画像形成時に電荷が表面方向に保持され
ず、画像流れが生じ易くなるという問題があった。
【００１２】そこで本発明は、上記のような問題点を解
決するためになされたもので、低湿環境で十分な帯電性
能を得るとともに、高湿環境でも画像流れを生じさせな
いようにした画像形成装置を提供することを目的とす
る。
決するためになされたもので、低湿環境で十分な帯電性
能を得るとともに、高湿環境でも画像流れを生じさせな
いようにした画像形成装置を提供することを目的とす
る。
【００１３】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明に係る帯電装置は、光導電層上に電荷注入
層を有する被帯電体と、該被帯電体に接触して帯電する
帯電部材とを有するものであって、前記電荷注入層は厚
さ方向で体積抵抗値が異なり、表面側が内部側よりも抵
抗値が低いことを特徴とする。
めに、本発明に係る帯電装置は、光導電層上に電荷注入
層を有する被帯電体と、該被帯電体に接触して帯電する
帯電部材とを有するものであって、前記電荷注入層は厚
さ方向で体積抵抗値が異なり、表面側が内部側よりも抵
抗値が低いことを特徴とする。
【００１４】具体的には、前記電荷注入層は、バインダ
中に分散させた導電性粒子を、表面側を多く、内部側を
少なくした構成である。
中に分散させた導電性粒子を、表面側を多く、内部側を
少なくした構成である。
【００１５】または、前記電荷注入層は、バインダ中の
導電性粒子の分散量を厚さ方向に異ならせ、前記バイン
ダを複数層に分けて配置した構成である。
導電性粒子の分散量を厚さ方向に異ならせ、前記バイン
ダを複数層に分けて配置した構成である。
【００１６】あるいは、前記電荷注入層は、バインダ中
に分散させた導電性粒子の抵抗値を表面側を低く、内部
側を高くした構成である。
に分散させた導電性粒子の抵抗値を表面側を低く、内部
側を高くした構成である。
【００１７】または、前記電荷注入層は、前記バインダ
中の導電性粒子の抵抗値を厚さ方向に異ならせ、前記バ
インダを複数層に分けて配置した構成である。
中の導電性粒子の抵抗値を厚さ方向に異ならせ、前記バ
インダを複数層に分けて配置した構成である。
【００１８】［作用］以上の構成に基づき、光導電層上
に設けられた電荷注入層は、厚さ方向で体積抵抗値を異
ならせ、表面側の抵抗値を内部側の抵抗値よりも低くす
る。すなわち、例えば、電荷注入層を構成するバインダ
中に分散させる導電性粒子の分散量あるいは導電性粒子
自体の抵抗値を変化させ、厚さ方向の体積抵抗値を、内
部側よりも表面側を低くする。
に設けられた電荷注入層は、厚さ方向で体積抵抗値を異
ならせ、表面側の抵抗値を内部側の抵抗値よりも低くす
る。すなわち、例えば、電荷注入層を構成するバインダ
中に分散させる導電性粒子の分散量あるいは導電性粒子
自体の抵抗値を変化させ、厚さ方向の体積抵抗値を、内
部側よりも表面側を低くする。
【００１９】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて詳細に説明する。 〈第１の実施の形態〉図１は、本発明に係る画像形成装
置の一例を示す概略構成図、また図２は感光体の電荷注
入層を示す断面図である。
に基づいて詳細に説明する。 〈第１の実施の形態〉図１は、本発明に係る画像形成装
置の一例を示す概略構成図、また図２は感光体の電荷注
入層を示す断面図である。
【００２０】まず、本実施の形態に用いられる電子写真
プロセス利用のレーザビームプリンタである画像形成装
置を説明する。図１において、被帯電体としての回転ド
ラム型の電子写真感光体（以下単に「感光体」という）
１は、矢印Ｒ１方向に１００mm／sec のプロセススピー
ド（周速度）で回転駆動される。感光体１には、接触帯
電部材としての磁気ブラシ帯電器２が接触している。こ
の磁気ブラシ帯電器２は、例えば表面に電荷注入層が施
された感光体１上のフロート電極に電荷を注入して接触
注入帯電を行うものである。感光体１の被帯電面は、レ
ーザビームによって走査露光される。この走査露光は、
レーザダイオード・ポリゴンミラーなどの不図示のレー
ザビームスキャナから出力される画像情報の時系列電気
デジタル画素信号に対して強度変調されたもので、この
走査露光によって感光体１はその周面に目的の画像情報
に対応した静電潜像が形成される。感光体１に形成され
た静電潜像は、磁性一成分絶縁トナーを用いた反転現像
装置３によりトナー画像として現像される。反転現像装
置３は、マグネットローラ３ｂに対して直径１６mmの非
磁性現像スリーブ３ａを回転可能に設けたもので、非磁
性現像スリーブ３ａの表面と感光体１の表面との距離を
３００μｍに固定した状態で、非磁性現像スリーブ３ａ
を感光体１と等速で回転させる。また、非磁性現像スリ
ーブ３ａには、−５００Ｖの直流電圧に、周波数１８０
０Ｈｚ、ピーク間電圧１６００Ｖの矩形波の交流電圧を
重畳した現像バイアス電圧を印加する現像バイアス電源
Ｓ２が接続されており、非磁性現像スリーブ３ａに非磁
性一成分絶縁トナーがコートされている。非磁性現像ス
リーブ３ａと感光体１との間でジャンピング現像を行わ
せる。
プロセス利用のレーザビームプリンタである画像形成装
置を説明する。図１において、被帯電体としての回転ド
ラム型の電子写真感光体（以下単に「感光体」という）
１は、矢印Ｒ１方向に１００mm／sec のプロセススピー
ド（周速度）で回転駆動される。感光体１には、接触帯
電部材としての磁気ブラシ帯電器２が接触している。こ
の磁気ブラシ帯電器２は、例えば表面に電荷注入層が施
された感光体１上のフロート電極に電荷を注入して接触
注入帯電を行うものである。感光体１の被帯電面は、レ
ーザビームによって走査露光される。この走査露光は、
レーザダイオード・ポリゴンミラーなどの不図示のレー
ザビームスキャナから出力される画像情報の時系列電気
デジタル画素信号に対して強度変調されたもので、この
走査露光によって感光体１はその周面に目的の画像情報
に対応した静電潜像が形成される。感光体１に形成され
た静電潜像は、磁性一成分絶縁トナーを用いた反転現像
装置３によりトナー画像として現像される。反転現像装
置３は、マグネットローラ３ｂに対して直径１６mmの非
磁性現像スリーブ３ａを回転可能に設けたもので、非磁
性現像スリーブ３ａの表面と感光体１の表面との距離を
３００μｍに固定した状態で、非磁性現像スリーブ３ａ
を感光体１と等速で回転させる。また、非磁性現像スリ
ーブ３ａには、−５００Ｖの直流電圧に、周波数１８０
０Ｈｚ、ピーク間電圧１６００Ｖの矩形波の交流電圧を
重畳した現像バイアス電圧を印加する現像バイアス電源
Ｓ２が接続されており、非磁性現像スリーブ３ａに非磁
性一成分絶縁トナーがコートされている。非磁性現像ス
リーブ３ａと感光体１との間でジャンピング現像を行わ
せる。
【００２１】一方、不図示の給紙部から供給される記録
材としての転写紙Ｐは、感光体１に所定の押圧力で接触
されている接触転写手段としての転写ローラ４の圧接ニ
ップ部（転写部）Ｔに所定のタイミングで導入される。
転写ローラ４には転写バイアス印加電源Ｓ３から所定の
転写バイアス電圧が印加される。本実施の形態では、転
写ローラ４の抵抗値として５×１０8 Ωのものを用い、
転写バイアス印加電源Ｓ３の電圧として＋２０００Ｖの
直流電圧を印加して転写を行う。
材としての転写紙Ｐは、感光体１に所定の押圧力で接触
されている接触転写手段としての転写ローラ４の圧接ニ
ップ部（転写部）Ｔに所定のタイミングで導入される。
転写ローラ４には転写バイアス印加電源Ｓ３から所定の
転写バイアス電圧が印加される。本実施の形態では、転
写ローラ４の抵抗値として５×１０8 Ωのものを用い、
転写バイアス印加電源Ｓ３の電圧として＋２０００Ｖの
直流電圧を印加して転写を行う。
【００２２】転写紙Ｐは、転写部Ｔに導入されることに
より、挟持搬送され、その表面側に感光体１の表面に担
持されているトナー画像が静電気力と押圧力とによって
順次に転写される。
より、挟持搬送され、その表面側に感光体１の表面に担
持されているトナー画像が静電気力と押圧力とによって
順次に転写される。
【００２３】トナー画像が転写された転写紙Ｐは、感光
体１の表面から分離された後、熱定着方式などの定着装
置５へ導入されてトナー画像が定着され、画像形成物
（プリント）として装置外へ排出される。
体１の表面から分離された後、熱定着方式などの定着装
置５へ導入されてトナー画像が定着され、画像形成物
（プリント）として装置外へ排出される。
【００２４】また、転写紙Ｐに対してトナー画像転写後
の感光体１は、表面に残留トナーなどの付着汚染物が残
留しており、この付着汚染物をクリーニング装置６によ
り除去して清掃し、繰り返して画像形成に供される。
の感光体１は、表面に残留トナーなどの付着汚染物が残
留しており、この付着汚染物をクリーニング装置６によ
り除去して清掃し、繰り返して画像形成に供される。
【００２５】本実施の形態の画像形成装置は、感光体
１、磁気ブラシ帯電器２、反転現像装置３およびクリー
ニング装置６の４つのプロセス機器をカートリッジ筐体
２０に内蔵させたもので、４つのプロセス機器が内蔵さ
れたカートリッジ筐体２０を画像形成装置本体に対して
一括して着脱交換自在に装着したカートリッジ方式のも
のであるが、これに限定されるものではない。
１、磁気ブラシ帯電器２、反転現像装置３およびクリー
ニング装置６の４つのプロセス機器をカートリッジ筐体
２０に内蔵させたもので、４つのプロセス機器が内蔵さ
れたカートリッジ筐体２０を画像形成装置本体に対して
一括して着脱交換自在に装着したカートリッジ方式のも
のであるが、これに限定されるものではない。
【００２６】次に、本実施の形態に用いた感光体１につ
いて説明する。
いて説明する。
【００２７】感光体１は、負帯電のＯＰＣ感光体であ
り、直径φ３０mmのアルミニウム製のドラム基体上に５
つの機能層を下から順に第１層から第５層まで設けたも
のである。
り、直径φ３０mmのアルミニウム製のドラム基体上に５
つの機能層を下から順に第１層から第５層まで設けたも
のである。
【００２８】第１層は、厚さ約２０μｍの導電層である
下引き層で、アルミニウム製のドラム基体の欠陥などを
均すため、またレーザ露光の反射によるモアレの発生を
防止するために設けられている。
下引き層で、アルミニウム製のドラム基体の欠陥などを
均すため、またレーザ露光の反射によるモアレの発生を
防止するために設けられている。
【００２９】第２層は、厚さ約１μｍの中抵抗層である
正電荷注入防止層で、アルミニウム製のドラム基体から
注入された正電荷が感光体１の表面に帯電された負電荷
を打ち消すことを防止する役割を果たすものであり、ア
ミラン樹脂とメトキシメチル化ナイロンによって１０6
Ωcm程度に抵抗調整されている。
正電荷注入防止層で、アルミニウム製のドラム基体から
注入された正電荷が感光体１の表面に帯電された負電荷
を打ち消すことを防止する役割を果たすものであり、ア
ミラン樹脂とメトキシメチル化ナイロンによって１０6
Ωcm程度に抵抗調整されている。
【００３０】第３層は、ジスアゾ系の顔料を樹脂に分散
させた厚さ約０．３μｍの電荷発生層であり、レーザ露
光を受けることによって正負の電荷対を発生する。
させた厚さ約０．３μｍの電荷発生層であり、レーザ露
光を受けることによって正負の電荷対を発生する。
【００３１】第４層は、感光体１の表面に帯電された負
電荷を移動させず、電荷発生層で発生した正電荷のみを
感光体１の表面に輸送させる電荷輸送層（以下「ＣＴ
層」という）であり、ポリカーボネート樹脂にヒドラゾ
ンを分散させたＰ型半導体である。
電荷を移動させず、電荷発生層で発生した正電荷のみを
感光体１の表面に輸送させる電荷輸送層（以下「ＣＴ
層」という）であり、ポリカーボネート樹脂にヒドラゾ
ンを分散させたＰ型半導体である。
【００３２】第５層は、電荷注入層であり、光硬化性の
アクリル樹脂に超微粒子を分散させたものである。具体
的には、アンチモンをドーピングし、低抵抗化した粒径
約０．０３μｍのＳｎＯ2 粒子を樹脂に対して分散させ
ている。帯電ブラシ（磁気ブラシ）との摩擦力を小さく
するために、バインダ中にテフロン粒子を分散させてい
る。
アクリル樹脂に超微粒子を分散させたものである。具体
的には、アンチモンをドーピングし、低抵抗化した粒径
約０．０３μｍのＳｎＯ2 粒子を樹脂に対して分散させ
ている。帯電ブラシ（磁気ブラシ）との摩擦力を小さく
するために、バインダ中にテフロン粒子を分散させてい
る。
【００３３】本実施の形態では、図２に示すように電荷
注入層１０は、バインダ１２中の導電性粒子としての酸
化スズ（ＳｎＯ2 ）１１の分散量が異なる３種類の層で
形成した。すなわち、ＣＴ層上にＳｎＯ2 １１を５０wt
％，７０wt％，９０wt％の割合で分散させた調合液をビ
ームコーティング法により順に、１．５μｍずつ成膜し
て表面側の抵抗値が内部側の抵抗値より低い電荷注入層
１０を形成した。
注入層１０は、バインダ１２中の導電性粒子としての酸
化スズ（ＳｎＯ2 ）１１の分散量が異なる３種類の層で
形成した。すなわち、ＣＴ層上にＳｎＯ2 １１を５０wt
％，７０wt％，９０wt％の割合で分散させた調合液をビ
ームコーティング法により順に、１．５μｍずつ成膜し
て表面側の抵抗値が内部側の抵抗値より低い電荷注入層
１０を形成した。
【００３４】ここで、分散量は、分散量［wt％］＝｛導
電フィラー重量／（導電フィラー重量＋樹脂バインダ重
量）｝×１００である。
電フィラー重量／（導電フィラー重量＋樹脂バインダ重
量）｝×１００である。
【００３５】各々の層の体積抵抗値は、以下の通りであ
る。
る。
【００３６】
【表１】 上記の体積抵抗値は、金属の電極を２００μｍの間隔で
配置し、その間に電荷注入層１０の調合液を流入させて
成膜させ、電極間に１００Ｖの電圧を印加して測定した
値である。
配置し、その間に電荷注入層１０の調合液を流入させて
成膜させ、電極間に１００Ｖの電圧を印加して測定した
値である。
【００３７】電荷注入層１０の最表面における抵抗値
は、接触帯電部材２からの電荷を注入し易くするため
に、１×１０13Ω・cm以下であることが好ましく、より
好ましくは１×１０11Ω・cm以下である。また、電荷注
入層１０の下部での抵抗値は、画像形成による残留電位
を抑えるため、１×１０15Ω・cm以下であることが望ま
しい。
は、接触帯電部材２からの電荷を注入し易くするため
に、１×１０13Ω・cm以下であることが好ましく、より
好ましくは１×１０11Ω・cm以下である。また、電荷注
入層１０の下部での抵抗値は、画像形成による残留電位
を抑えるため、１×１０15Ω・cm以下であることが望ま
しい。
【００３８】分散量５０％の層についてさらに詳しく説
明する。調合液は、光硬化型のアクリル系モノマー６０
部、酸化スズ超微粒子６０部、ポリテトラフルオロエチ
レン微粒子５０部、光開始剤として２−メチルオキサン
トン２０部、メタノール４００部をサンドミルにて４８
時間分散を行ったものである。
明する。調合液は、光硬化型のアクリル系モノマー６０
部、酸化スズ超微粒子６０部、ポリテトラフルオロエチ
レン微粒子５０部、光開始剤として２−メチルオキサン
トン２０部、メタノール４００部をサンドミルにて４８
時間分散を行ったものである。
【００３９】この調合液を用いて、ＣＴ層上にビームコ
ーティング法により、膜を成膜し、乾燥後、高圧水銀灯
にて８mW／cm2 の光強度で、２０秒間光硬化を行った。
このとき、膜厚は１．５μｍであった。
ーティング法により、膜を成膜し、乾燥後、高圧水銀灯
にて８mW／cm2 の光強度で、２０秒間光硬化を行った。
このとき、膜厚は１．５μｍであった。
【００４０】酸化スズ分散量の異なる他の２層について
も順次、同様の方法で成膜を行い、これらより電荷注入
層１０を得た。
も順次、同様の方法で成膜を行い、これらより電荷注入
層１０を得た。
【００４１】本実施の形態では、電荷注入層１０の塗工
方法として、ビームコーティング法を用いたが、そのほ
かにスプレーコーティング、また溶媒を選択することに
より浸漬コーティングを行うこともできる。
方法として、ビームコーティング法を用いたが、そのほ
かにスプレーコーティング、また溶媒を選択することに
より浸漬コーティングを行うこともできる。
【００４２】本実施の形態で用いる導電性粒子として
は、先に述べた酸化スズ以外にも、銅（Ｃｕ）、アルミ
ニウム（Ａｌ）、ニッケル（Ｎｉ）などの金属酸化物、
酸化亜鉛、酸化チタン、酸化アンチモン、酸化インジウ
ム、酸化ビスマス、スズをドープした酸化インジウム、
アンチモンをドープした酸化ジルコニウムなどの超微粒
子を用いることができる。これらの金属酸化物は１種類
もしくは２種類以上を混合して用いることもできる。２
種類以上を混合した場合には、固溶体または融着の形に
してもよい。
は、先に述べた酸化スズ以外にも、銅（Ｃｕ）、アルミ
ニウム（Ａｌ）、ニッケル（Ｎｉ）などの金属酸化物、
酸化亜鉛、酸化チタン、酸化アンチモン、酸化インジウ
ム、酸化ビスマス、スズをドープした酸化インジウム、
アンチモンをドープした酸化ジルコニウムなどの超微粒
子を用いることができる。これらの金属酸化物は１種類
もしくは２種類以上を混合して用いることもできる。２
種類以上を混合した場合には、固溶体または融着の形に
してもよい。
【００４３】ここで、導電性粒子の平均粒径は感度低下
を起こさないために０．３μｍ以下であることが好まし
く、より好ましくは０．１μｍ以下である。
を起こさないために０．３μｍ以下であることが好まし
く、より好ましくは０．１μｍ以下である。
【００４４】また、本実施の形態で用いたアクリル樹脂
以外にも、電荷注入層の樹脂としては、ポリカーボネー
ト樹脂、ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂、エポキ
シ樹脂、シリコーン樹脂、アルキド樹脂、ポリスチレン
樹脂、ポリプロピレン樹脂、セルロース樹脂、ポリ塩化
ビニル樹脂、メラミン樹脂および塩化ビニル−酢酸ビニ
ル共重合体などを用いることができる。これらの樹脂
は、単独で用いても２種類以上を組合せて用いてもよ
い。
以外にも、電荷注入層の樹脂としては、ポリカーボネー
ト樹脂、ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂、エポキ
シ樹脂、シリコーン樹脂、アルキド樹脂、ポリスチレン
樹脂、ポリプロピレン樹脂、セルロース樹脂、ポリ塩化
ビニル樹脂、メラミン樹脂および塩化ビニル−酢酸ビニ
ル共重合体などを用いることができる。これらの樹脂
は、単独で用いても２種類以上を組合せて用いてもよ
い。
【００４５】導電材料の分散方法としては、サンドミル
の他にボールミル、ロールミル、ホモジナイザー、ペイ
ントシェイカー、超音波などが使用される。
の他にボールミル、ロールミル、ホモジナイザー、ペイ
ントシェイカー、超音波などが使用される。
【００４６】また、電荷注入層をイオン導電性の樹脂で
構成しても構わない。
構成しても構わない。
【００４７】次に、本実施の形態で用いた磁気ブラシ帯
電器２について説明する。
電器２について説明する。
【００４８】磁気ブラシ帯電器２は、回転可能な直径φ
１６mmの非磁性の導電スリーブ２１と、この導電スリー
ブ２１に内包されるマグネットロール２２、そして磁気
力により導電スリーブ２１の表面に拘束されるキャリヤ
２３によって構成されている。
１６mmの非磁性の導電スリーブ２１と、この導電スリー
ブ２１に内包されるマグネットロール２２、そして磁気
力により導電スリーブ２１の表面に拘束されるキャリヤ
２３によって構成されている。
【００４９】導電スリーブ２１の表面での磁束密度は、
０．１Ｔ（テスラ）であった。磁束密度としてはキャリ
ヤ２３に対する磁気拘束力を考慮すると、０．０３Ｔ以
上が好ましい。
０．１Ｔ（テスラ）であった。磁束密度としてはキャリ
ヤ２３に対する磁気拘束力を考慮すると、０．０３Ｔ以
上が好ましい。
【００５０】本実施の形態のキャリヤ２３は、平均粒径
３０μｍ、最大磁化６０Ａｍ2 ／kg、密度が２．２ｇ／
cm2 の中抵抗のフェライトキャリヤを使用している。導
電スリーブ２１の表面から感光体１の表面までの帯電ニ
ップ部におけるギャップは５００μｍに保持されてい
る。長手方向の帯電幅は２００mmで、導電スリーブ２１
上のキャリヤ量を１２ｇにした場合、キャリヤ溜りを含
めた全体の帯電ニップ幅は約５mmとなる。この帯電ニッ
プ幅でのキャリヤ抵抗値は、１００Ｖの直流電圧を印加
したとき５×１０6 Ωであった。
３０μｍ、最大磁化６０Ａｍ2 ／kg、密度が２．２ｇ／
cm2 の中抵抗のフェライトキャリヤを使用している。導
電スリーブ２１の表面から感光体１の表面までの帯電ニ
ップ部におけるギャップは５００μｍに保持されてい
る。長手方向の帯電幅は２００mmで、導電スリーブ２１
上のキャリヤ量を１２ｇにした場合、キャリヤ溜りを含
めた全体の帯電ニップ幅は約５mmとなる。この帯電ニッ
プ幅でのキャリヤ抵抗値は、１００Ｖの直流電圧を印加
したとき５×１０6 Ωであった。
【００５１】ここで、磁気ブラシ帯電器２と感光体１と
の周速比は次の式で定義することができる。
の周速比は次の式で定義することができる。
【００５２】周速比（％）＝｛（磁気ブラシ周速−感光
体周速）／感光体周速｝×１００ 磁気ブラシ２の周速は、感光体１の回転方向と逆方向の
回転の場合は負の値となる。磁気ブラシ２と感光体１と
の接触機会を考慮すると、周速比の絶対値としては１０
０％以上が望ましいが、−１００％は磁気ブラシが停止
している状態であり、この場合、磁気ブラシ２と感光体
１の表面とが十分に接触しないところは帯電不良とな
り、停止した形状がそのまま画像に現れてしまう。ま
た、順方向の回転は、逆方向と同じ周速比を得ようとす
ると、磁気ブラシの回転数としては高くなってしまい、
キャリヤ２３の飛散などに対して不利となる。本実施の
形態においては周速比は−２００％である。
体周速）／感光体周速｝×１００ 磁気ブラシ２の周速は、感光体１の回転方向と逆方向の
回転の場合は負の値となる。磁気ブラシ２と感光体１と
の接触機会を考慮すると、周速比の絶対値としては１０
０％以上が望ましいが、−１００％は磁気ブラシが停止
している状態であり、この場合、磁気ブラシ２と感光体
１の表面とが十分に接触しないところは帯電不良とな
り、停止した形状がそのまま画像に現れてしまう。ま
た、順方向の回転は、逆方向と同じ周速比を得ようとす
ると、磁気ブラシの回転数としては高くなってしまい、
キャリヤ２３の飛散などに対して不利となる。本実施の
形態においては周速比は−２００％である。
【００５３】なお、本実施の形態では、帯電器として磁
気ブラシ帯電器２を用いたが、感光体１と接触性のよい
もの、例えばファーブラシ帯電器などを用いてもよい。
気ブラシ帯電器２を用いたが、感光体１と接触性のよい
もの、例えばファーブラシ帯電器などを用いてもよい。
【００５４】この磁気ブラシ２に帯電バイアス印加電源
Ｓ１から−７０ＯＶの直流帯電バイアスを印加した時、
感光体１の外周面はほぼ−７００Ｖに一様に帯電され
る。
Ｓ１から−７０ＯＶの直流帯電バイアスを印加した時、
感光体１の外周面はほぼ−７００Ｖに一様に帯電され
る。
【００５５】電荷注入層１０の表面付近は抵抗値が低い
ため、低湿環境のような電荷注入がされにくい環境でも
帯電ニップ部内で注入が十分行われる。注入された電荷
は、対向電荷に引き寄せられ、電荷注入層１０とＣＴ層
の界面付近まで移動する。ここでの電荷注入層の抵抗値
は、高湿環境でも横方向への潜像電荷の横流れが発生し
ない程度の抵抗であるため、画像流れは発生しない。
ため、低湿環境のような電荷注入がされにくい環境でも
帯電ニップ部内で注入が十分行われる。注入された電荷
は、対向電荷に引き寄せられ、電荷注入層１０とＣＴ層
の界面付近まで移動する。ここでの電荷注入層の抵抗値
は、高湿環境でも横方向への潜像電荷の横流れが発生し
ない程度の抵抗であるため、画像流れは発生しない。
【００５６】電荷注入層１０に厚さ方向の表面側と内部
側とで体積抵抗値を異ならせる場合、注入された電荷の
ＣＴ層の界面への移動を妨害しない構成であればよく、
抵抗差は本実施の形態のようにステップ状や、またスロ
ープ状などでも構わない。また、上記条件を満たせば、
本実施の形態のように３層構成でなくとも、２層や４層
以上の構成であってもよい。
側とで体積抵抗値を異ならせる場合、注入された電荷の
ＣＴ層の界面への移動を妨害しない構成であればよく、
抵抗差は本実施の形態のようにステップ状や、またスロ
ープ状などでも構わない。また、上記条件を満たせば、
本実施の形態のように３層構成でなくとも、２層や４層
以上の構成であってもよい。
【００５７】上述したように、電荷注入層１０を構成す
ることで、低湿環境においても十分に注入による帯電が
行なわれ、また高湿環境においても画像流れの起こらな
い感光体１を得ることが可能となった。したがって、あ
らゆる環境で安定して高品位な画像出力が可能となっ
た。
ることで、低湿環境においても十分に注入による帯電が
行なわれ、また高湿環境においても画像流れの起こらな
い感光体１を得ることが可能となった。したがって、あ
らゆる環境で安定して高品位な画像出力が可能となっ
た。
【００５８】このように本発明の実施の形態に用いた感
光体１は、電荷注入層１０に分散されている導電性粒子
１１の分散量を厚さ方向で変化させることで、電荷注入
層１０の表面側と内部側とで体積抵抗値に差を形成し、
電荷注入層１０の表面付近の方が抵抗値を低くすること
を特徴とする。 〈第２の実施の形態〉次に、第２の実施の形態を説明す
る。
光体１は、電荷注入層１０に分散されている導電性粒子
１１の分散量を厚さ方向で変化させることで、電荷注入
層１０の表面側と内部側とで体積抵抗値に差を形成し、
電荷注入層１０の表面付近の方が抵抗値を低くすること
を特徴とする。 〈第２の実施の形態〉次に、第２の実施の形態を説明す
る。
【００５９】本実施の形態では、電荷注入層に分散する
導電粒子自体の抵抗値を厚さ方向で異ならせ、電荷注入
層の表面側の抵抗値を内部側の抵抗値より低い導電性粒
子を用いたことを特徴とする。
導電粒子自体の抵抗値を厚さ方向で異ならせ、電荷注入
層の表面側の抵抗値を内部側の抵抗値より低い導電性粒
子を用いたことを特徴とする。
【００６０】電荷注入層は、第１の実施の形態と同様に
光硬化性のアクリル樹脂に、アンチモンをドーピング
し、低抵抗化した粒径、約０．０３μｍのＳｎＯ2 粒子
を分散させたもので、この場合のＳｎＯ2 粒子自体の抵
抗値は表面処理量により変化させることができる。
光硬化性のアクリル樹脂に、アンチモンをドーピング
し、低抵抗化した粒径、約０．０３μｍのＳｎＯ2 粒子
を分散させたもので、この場合のＳｎＯ2 粒子自体の抵
抗値は表面処理量により変化させることができる。
【００６１】本実施の形態では表面処理量の異なる３種
類のＳｎＯ2 を含む層で電荷注入層を形成した。これら
を、それぞれＡ層、Ｂ層、Ｃ層とすると、各々の層の抵
抗値は、以下のようになった。
類のＳｎＯ2 を含む層で電荷注入層を形成した。これら
を、それぞれＡ層、Ｂ層、Ｃ層とすると、各々の層の抵
抗値は、以下のようになった。
【００６２】
【表２】 ＣＴ層上に上記３層をＡ層から順に１．５μｍずつスプ
レーコート法により成膜し、電荷注入層１０を形成し
た。
レーコート法により成膜し、電荷注入層１０を形成し
た。
【００６３】この感光体１を用いて第１の実施の形態の
画像形成装置により画像出力を行なったところ、あらゆ
る環境において均一な帯電が可能となり、良好な画像を
得られるようになった。
画像形成装置により画像出力を行なったところ、あらゆ
る環境において均一な帯電が可能となり、良好な画像を
得られるようになった。
【００６４】また、Ａ層、Ｂ層、Ｃ層におけるＳｎＯ2
の分散量は膜の抵抗順序が変らない限り、同一である必
要はない。
の分散量は膜の抵抗順序が変らない限り、同一である必
要はない。
【００６５】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
光導電層上に設けられた電荷注入層は厚さ方向で体積抵
抗値を異ならせ、表面側の抵抗値を内部側の抵抗値より
も低くしたので、注入帯電において、低湿環境下でも十
分な帯電性能を得ることができるとともに、高湿環境下
でも画像流れを生じさせないことができる。
光導電層上に設けられた電荷注入層は厚さ方向で体積抵
抗値を異ならせ、表面側の抵抗値を内部側の抵抗値より
も低くしたので、注入帯電において、低湿環境下でも十
分な帯電性能を得ることができるとともに、高湿環境下
でも画像流れを生じさせないことができる。
【００６６】したがって、あらゆる環境下での感光体表
面の帯電性が向上し、高品位な画像を長期にわたり得る
ことが可能となった。
面の帯電性が向上し、高品位な画像を長期にわたり得る
ことが可能となった。
【図１】本発明に係る画像形成装置の一例を示す概略構
成図である。
成図である。
【図２】図１に示す感光体の電荷注入層を示す断面図で
ある。
ある。
１ 被帯電体（感光体） ２ 帯電部材（磁気ブラシ帯電器） １０ 電荷注入層 １１ 導電性粒子（酸化スズ） １２ バインダ ２２ マグネットロール ２３ キャリヤ
Claims (5)
- 【請求項１】 光導電層上に電荷注入層を有する被帯電
体と、該被帯電体に接触して該被帯電体を帯電する帯電
部材とを備えた画像形成装置において、 前記電荷注入層は厚さ方向で体積抵抗値が異なり、表面
側が内部側よりも抵抗値が低い、 ことを特徴とする画像形成装置。 - 【請求項２】 前記電荷注入層は、バインダ中に分散さ
せた導電性粒子を、表面側を多く、内部側を少なくし
た、 ことを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。 - 【請求項３】 前記電荷注入層は、バインダ中の導電性
粒子の分散量を厚さ方向に異ならせ、前記バインダを複
数層に分けて形成した、 ことを特徴とする請求項２記載の画像形成装置。 - 【請求項４】 前記電荷注入層は、バインダ中に分散さ
せた導電性粒子の抵抗値を表面側を低く、内部側を高く
した、 ことを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。 - 【請求項５】 前記電荷注入層は、バインダ中の導電性
粒子の抵抗値を厚さ方向に異ならせ、前記バインダを複
数層に分けて形成した、 ことを特徴とする請求項４記載の画像形成装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22943095A JP3154649B2 (ja) | 1995-09-06 | 1995-09-06 | 画像形成装置 |
| US08/708,301 US5747207A (en) | 1995-09-06 | 1996-09-04 | Electrophotographic apparatus with charge injection layer on photosensitive member |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22943095A JP3154649B2 (ja) | 1995-09-06 | 1995-09-06 | 画像形成装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0973212A true JPH0973212A (ja) | 1997-03-18 |
| JP3154649B2 JP3154649B2 (ja) | 2001-04-09 |
Family
ID=16892111
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22943095A Expired - Fee Related JP3154649B2 (ja) | 1995-09-06 | 1995-09-06 | 画像形成装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5747207A (ja) |
| JP (1) | JP3154649B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6697591B2 (en) | 2001-06-21 | 2004-02-24 | Canon Kabushiki Kaisha | Electrophotographic apparatus and process cartridge |
| JP5482123B2 (ja) * | 2008-11-26 | 2014-04-23 | コニカミノルタ株式会社 | 電子写真感光体、電子写真感光体の製造方法及び画像形成装置 |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5258250A (en) * | 1981-01-16 | 1993-11-02 | Canon Kabushiki Kaisha | Photoconductive member |
| US5262262A (en) * | 1985-05-31 | 1993-11-16 | Fuji Xerox Co., Ltd. | Electrophotographic photoreceptor having conductive layer and amorphous carbon overlayer |
| JPS63149669A (ja) * | 1986-12-15 | 1988-06-22 | Canon Inc | 接触帯電方法 |
| JPH063921A (ja) * | 1992-06-17 | 1994-01-14 | Canon Inc | 電子写真装置及びこの装置に着脱可能なプロセスカートリッジ |
| JPH06202361A (ja) * | 1992-12-28 | 1994-07-22 | Fuji Xerox Co Ltd | 電子写真感光体およびその製造方法 |
-
1995
- 1995-09-06 JP JP22943095A patent/JP3154649B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1996
- 1996-09-04 US US08/708,301 patent/US5747207A/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US5747207A (en) | 1998-05-05 |
| JP3154649B2 (ja) | 2001-04-09 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |